Ultrazvuková extrakcia curcurmínu
Kurkumín je farmakologická a nutričná fytochemikália prítomná v oddenkoch kurkumy dlhej. Na dosiahnutie vysokých výťažkov kurkumínu sa ako najúčinnejšia extrakčná technika používajú ultrazvukové extraktory. Ultrazvuková extrakcia má za následok kurkumín vynikajúcej kvality a veľmi vysokých výťažkov. Súčasne sonikácia vyžaduje iba krátky čas spracovania kurkumovej oddenky.
Ultrazvuková izolácia kurkumínu
Ultrazvuková extrakcia je vysoko účinnou alternatívou ku konvenčným extrakčným technikám, ako je macerácia, extrakcia horúcim rozpúšťadlom alebo Soxhletova extrakcia.
Ultrazvuková izolácia kurkumínu a kurkuminoidov z rastliny kurkumy (napr. Kurkuma longa, Kurkuma amada) je efektívny, rýchly a jednoduchý proces. V porovnaní so Soxhletovou extrakciou a konvenčnou dávkovou extrakciou vyniká ultrazvukom extrakcia výrazne zvýšeným výťažkom kurkumínu pri kratšom čase extrakcie.
Na ultrazvukovú extrakciu fytokonzložiek je možné použiť rôzne rozpúšťadlá, ako je voda, vodné rozpúšťadlá, etanol, metanol, glycerín atď. Na extrakciu kurkumínu sú účinnými a bezpečnými rozpúšťadlami voda, etanol a triacylglyceroly, ktoré vedú k vysokému výťažku extraktu.
- vysoký výnos
- rýchla extrakcia
- Úplnejšie zotavenie
- bezpečná prevádzka
- Jednoduchá implementácia

ultrazvuk UIP1000hdT s prietokovou celou na extrakciu curcurminu
Proces ultrazvukovej extrakcie
Najmodernejšie sonikátory Hielscher umožňujú plnú kontrolu nad parametrami procesu, ako je amplitúda, teplota, tlak a príkon energie.
Pri ultrazvukovej extrakcii je možné na dosiahnutie najlepších výsledkov ľahko meniť a optimalizovať periférne parametre, ako je veľkosť častíc suroviny, typ rozpúšťadla, pomer pevnej látky k rozpúšťadlu a čas extrakcie.
Keďže ultrazvuková extrakcia je netermická extrakčná metóda, zabráni sa tepelnej degradácii bioaktívnych zložiek.
Celkovo výhody, ako je vysoký výťažok, krátky čas extrakcie, nízka teplota extrakcie a malé množstvo rozpúšťadla, robia zo sonikácie vynikajúcu metódu extrakcie.

Ultrazvuková extrakcia kurkumínu pomocou UP400St a následná separácia bioaktívnych látok z rozpúšťadla (regenerácia rozpúšťadla) pomocou rotačného výparníka
Zistilo sa, že ultrazvuková extrakcia kurkumínu z kurkumy je najúčinnejšia, keď sa sonikácia aplikuje v kontinuálnom inline nastavení pomocou ultrazvukovej prietokovej cely. Procesné teploty v rozmedzí 60 až 80 °C sú prospešné pre zvýšenie výťažku extraktu.
Vynikajúca efektivita procesu: Ultrazvuková extrakcia vyniká ako udržateľná technika, ktorá si vyžaduje len miernu investíciu do ultrazvukového zariadenia. Ultrazvukový proces je možné lineárne rozšíriť na priemyselnú výrobu. Náklady na rozpúšťadlo a energiu pre ultrazvukový proces sú veľmi nízke. Ďalšími dôležitými výhodami sú jednoduchá a bezpečná obsluha, ekonomické náklady a reprodukovateľnosť, ktorá je rozhodujúca pre štandardizovanú výrobu.
Ultrazvuková lipozomálna formulácia
Kurkumín je hydrofóbna molekula rozpustná v tukoch. To znamená, že kurkumín musí byť formulovaný do systému nosičov liečiv, ako sú lipozómy, nanoemulzie, nanoguľôčky, polymérne nanočastice alebo fyto-fosfolipidový komplex. Vodné roztoky kurkumínu je možné pripraviť pridaním povrchovo aktívnych látok, lipidov, albumínov, cyklodextrínov, biopolymérov atď. Ultrazvuková príprava nanoemulzií a rovnomerných suspenzií je veľmi účinná technika na formuláciu kurkumínu do komplexov nosičov liečiv. Nosiče liečiv zvyšujú rozpustnosť, absorpciu, farmakokinetiku a biologickú dostupnosť kurkumínu. Formulovaním kurkumínu do nanokomplexov sa rozpustnosť vo vode zvyšuje približne 98000-násobne (v porovnaní s voľným kurkumínom vo vode). Nanokomplexácia výrazne zlepšila biologickú dostupnosť a skladovaciu stabilitu kurkumínu.
Kliknite sem a dozviete sa viac o ultrazvukovej enkapsulácii v lipozómoch!
ultrazvukové extrakčné zariadenie
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics je vaším partnerom pre extrakčné procesy z rastlinných látok. Či už chcete extrahovať malé množstvá na výskum a analýzu alebo spracovávať veľké objemy pre komerčnú výrobu, máme pre vás vhodný ultrazvukový extraktor. Náš Ultrazvukové laboratórne homogenizátory ako aj naše Stolové a priemyselné ultrazvukové prístroje sú robustné, ľahko použiteľné a vyrobené pre prevádzku 24 hodín denne, 7 dní v týždni pri plnom zaťažení. Široká škála Príslušenstvo ako sú sonotródy (ultrazvukové sondy / rohy) s rôznymi veľkosťami a tvarmi, prietokové bunky a reaktory a zosilňovače umožňujú optimálne nastavenie pre váš špecifický proces extrakcie.
Všetky digitálne ultrazvukové stroje sú vybavené farebným dotykovým displejom, integrovanou SD kartou pre automatické protokolovanie údajov a diaľkovým ovládaním prehliadača pre komplexné monitorovanie procesov. So sofistikovanými ultrazvukovými systémami spoločnosti Hielscher je jednoduchá vysoká štandardizácia procesov a kontrola kvality.
Kontaktujte nás ešte dnes a prediskutujte požiadavky vášho procesu extrakcie! Radi vám pomôžeme našimi dlhoročnými skúsenosťami s botanickou extrakciou!

Sonicator UIP4000hdT na inline výrobu vysokokvalitných extraktov z kurkumínu
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!

Priemyselný sonikátor UIP16000hdT na inline extrakciu fytochemikálií z rastlín
Protokol: Ultrazvuková nano-enkapsulácia kurkumínu
Príprava nanočastíc zaťažených kurkumínom
Nanočastice nabité kurkumínom sa syntetizujú pomocou techniky miniemulzifikácie a odparovania. Postup sa líši v závislosti od použitého zapuzdrenia, ako je popísané nižšie. Použitá formulácia bola 22 400 g vody, 0,180 g lecitínu, 11 500 g dichlórmetánu a 0,390 g zapuzdrenia (poly(kyselina L-mliečna) PLLA, 4 000 g/gmol alebo poly(kyselina metacylová-kometylmetakrylát Eudragit S100, 125 000 g/gmol alebo ich zmes sa používa ako zapuzdrenie). Nie je potrebný žiadny kostabilizátor, pretože je známe, že predtvarované polyméry sú účinné pri prevencii degradácie emulzie difúziou.
Keď sa PLLA použije ako zapuzdrenie, PLLA a lecitín sa rozpustia v dichlórmetáne po dobu 10 minút a potom sa pridá kurkumín a mieša sa 5 minút (1, 3, 6, 18 % hmotnosti z celkovej hmotnosti zapuzdrenia). Tento roztok sa za mierneho miešania pridal do destilovanej vody. Vytvorená makroemulzia je sonikovaná ultrazvukovým homogenizátorom, ako napr UP100H po dobu 180 sekúnd v pulzných cykloch (30 sekúnd sonikácia, 10 sekúnd pauza). Potom sa rozpúšťadlo odparuje 18 hodín pri 40 °C. Keď sa PLLA a Eudragit S100 spolu použili ako zapuzdrenie, Eudragit S100 sa rozpustí v dichlórmetáne pri 60 °C počas 20 minút. Potom sa zmes ochladila a odparené rozpúšťadlo sa opäť pridalo.
Literatúra / Referencie
- M. V. Bagal; Aamir Deshmukh, Nihar Thakur, Anmol Valiyare (2020): Curcumin Extraction using Ultra sonication: A Review. JETIR Volume 7, Issue 6, June 2020.
- Dang, Le Hang; Vu, Minh Thanh; Chen, Jun; Nguyen, Cuu Khoa; Bach, Long Giang; Tran, Ngoc Quyen; Le, Van Thu (2019): Effect of Ultrasonication on Self-Assembled Nanostructures Formed by Amphiphilic Positive-Charged Copolymers and Negative-Charged Drug. ACS Omega 4, 2019. 4540-4552.
- Thorat, Alpana; Dalvi, Sameer (2014): Particle Formation Pathways and Polymorphism of Curcumin Induced by Ultrasound and Additives During Liquid Antisolvent Precipitation. CrystEngComm. 16, 2014.
- Chen, F.-P. et al. (2015): Nanocomplexation between Curcumin and Soy Protein Isolate: Influence on Curcumin Stability/Bioaccessibility and in Vitro Protein Digestibility. J. Agric. Food Chem. 63, 2015. 3559−3569.
- Kimthet, Ch. et al. (2017): Extraction of curcumin from Curcuma longa L. using ultrasound assisted supercritical carbon dioxide. AIP Conference Proceedings 184, 2017.
Fakty, ktoré stoja za to vedieť
Ultrazvuk a jeho extrakčné účinky
Ultrazvukom asistovaná extrakcia je založená na princípe akustická kavitácia. Keď sa vysokovýkonný ultrazvuk (nízka frekvencia, vysoká intenzita US) spojí s kvapalným alebo pastovitým médiom, vlny vytvárajú striedavé vysokotlakové (kompresné) a nízkotlakové (zriedené) cykly. Počas týchto vysokotlakových / nízkotlakových cyklov sa vyskytujú vákuové bubliny, ktoré rastú v rôznych cykloch. V okamihu, keď bubliny nedokážu absorbovať viac energie, prudko implodujú. Táto bublinová implózia a jej účinky sú známe ako akustická kavitácia. Kavitácia vytvára mikrotrysky, šmykové sily, rázové vlny / vysokotlakové diferenciály, tvorbu radikálov, extrémne teploty a akustické prúdenie. Tieto intenzívne podmienky narúšajú bunkové steny a vysoký prenos hmoty, takže vnútrobunkový materiál sa prenáša do rozpúšťadla.
Mierne, netoxické rozpúšťadlá
Bylinné extrakty, ktoré sa používajú na liečebné a výživové účely, získavajú rýchlo rastúci záujem ako farmakologické lieky a ako výživové doplnky (nutraceutiká). Aby sa z rastlinného materiálu uvoľnili požadované zlúčeniny, musí sa rozpustiť v rozpúšťadle. Keď sa cieľové extrakty odstránia z väčšiny rastlinného materiálu a prenesú sa do rozpúšťadla, extrakt sa môže koncentrovať. Ultrazvukovú extrakciu je možné aplikovať ako metodu bez rozpúšťadiel s použitím vody ako rozpúšťadla. Extrakcie alkoholu a glycerínu sú netoxické a účinné, ktoré sa často používajú na extrakciu potravinárskych, farmaceutických a kozmetických prísad.
Pokiaľ ide o výrobu vysoko účinných, zdravých, netoxických extraktov, je dôležité používať účinnú metódu extrakcie, ktorá umožňuje použitie jemných, netoxických rozpúšťadiel, ako je voda, triacylglyceroly alebo alkohol.
Kliknite sem a prečítajte si viac o rozpúšťadlách používaných v procesoch ultrazvukovej extrakcie!
Kurkumín
Kurkumín je kurkumový oleoresin a prírodný pigment nachádzajúci sa v oddenkoch rastliny kurkumy. Ďalšími dôležitými kurkuminoidnými zlúčeninami sú demetoxykurkumín (DMC) a bisdemetoxykurkumín (BDMC).
Kurkumín (chemický vzorec C21H20O6) je možné extrahovať z Kurkuma longa, Kurkuma amada, Curcuma ochrorhiza Val. alebo syntetizované chemicky.
Kurkumín je zachytený v sieti polysacharid-lignín v kurkume. Preto je na rozbitie bunkových stien potrebná silná extrakčná technika, ako je sonikacia, aby sa uvoľnila bioaktívna fytochemikália.
Štúdie ukázali, že účinná látka piperín, ktorá sa nachádza v čiernom korení, zvyšuje biologickú dostupnosť kurkumínu o viac ako 2 000 %.
Kurkuma
Kurkuma (Kurkuma longa) je bylinná trváca rastlina z čeľade zázvorov Zingiberaceae. Pochádza z Indie a juhovýchodnej Ázie. Oddenky rastliny kurkumy sa zbierajú na použitie ako korenie a liek.
Kurkuma je korenie, ktoré dodáva kari intenzívnu žltú farbu a v Indii sa používa už tisíce rokov ako kulinárske korenie, ako aj ajurvédska medicína. Kurkumový prášok sa vyznačuje teplou, horkou chuťou podobnou koreniu a zemitou arómou.
Kurkumový prášok alebo pasta sa používa na prípravu obľúbeného horúceho nápoja – tzv. “kurkumové latte” alebo “zlaté mlieko” – ktorý sa pripravuje z mlieka alebo nemliečnych alternatív mlieka, ako je sójové, mandľové alebo kokosové mlieko.
Kurkuma je cenená pre svoje antioxidačné, protizápalové a analgetické účinky.
Okrem kulinárskych a liečivých použití sa kurkuma používa ako prírodné farbivo.